2020届高三全国名校联考12月月考物理抛体运动简单应用试题及答案

2020 届高三全国名校联考 12 月月考物理抛体运动简单应用试题及答案 1、（2020·湖南省高三上学期第三次月考）套圈游戏是一项趣味活动．如图，某次游戏中， 一小孩从距地面高 0.45m 处水平抛出半径为 0.1m 的圆环(圆环面始终水平)，套住了距圆环前端水平距离为 1.2m、高度为 0.25m 的竖直细圆筒．若重力加速度大小 g=10m/s2，则小孩抛出圆环的速度可能是 A. 4.3m/s B. 4.6m/s C. 6.5m/ s D. 7.5m/s 【答案】C 【解析】 根 据 h1-h2= gt2 得 ， ． 则 平 抛 运 动 的 最 大 速 度 ，最小速度 ，则 6m/s＜v＜7m/s．故 C 正 确．故选 C． 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住水平位移的范围得出速度的范 围． 2、（2020·黑龙江牡丹江市一中高三上学期 12 月月考）甲同学以速度v1 将铅球水平推出，推出点距地面高 度为 H1，乙同学身高较高，将铅球在距地面 H2 高度处水平推出（H2>H1），两位同学推出铅球的水平位移恰 好一样，不计空气阻力的作用，则乙同学推出铅球的速度为 A. B. C. D. 1 2 1 22( ) 2 (0.45 0.25) 0.210 h ht s sg − × −= = = 1 2 1.2 0.2 / 7 /0.2 x rv m s m st + += = = 2 1.2 / 6 /0.2 xv m s m st = = = 2 1 1 H vH 1 1 2 H vH 1 1 2 H vH 2 1 1 H vH【答案】B 【解析】 平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据 ，解得： ，物体飞行的水平距离为： ，由于两位同学推出铅球的水平位移恰好一样，则： ，解得： ， 故选 B． 【点睛】平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据 求出运动的时间．平抛运动在水平方向上 做匀速直线运动，根据 求出飞行的水平距离．然后比较即可． 3、（2020·湖南省长沙市一中高三上学期第四次月考）如图为湖边一倾角为30°的大坝的横截面示意图，水 面与大坝的交点为 O．一人站在 A 点处以速度 v0 沿水平方向扔小石子，已知 AO=40m，g 取 10m/s2．下列 说法正确的是( ) A. 若 v0=18m/s，则石块可以落入水中 B. 若石块能落入水中，则 v0 越大，落水时速度方向与水平面的夹角越大 C. 若石块不能落入水中，则 v0 越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大 D. 若石块不能落入水中，则 v0 越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越小 【答案】A 【解析】 试题分析：若石块恰能落到 O 点，,则 ， ，解得 t=2s,v0=17.32m/s,所以若 v0=18m/s，则石块可以落入水中；因为石块落水的时间均为 2s，落到水中的竖直速度均为 10m/s，所以若石 块能落入水中，则 v0 越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小；根据平抛运动的规律．若石块不能落入 21 2h gt= 2ht g = 0 0 2 gx v t v h = = 2 1 1 2 v H v H = 1 2 1 2 Hv v H = 21 2h gt= 0x v t=水中，则落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角 满足 ，即 为定值，而落到 斜面上时速度方向与斜面的夹角等于 -300，也为定值．选项 A 正确． 考点：此题考查斜面上的平抛运动问题． 4、（2020·湖南省师大附中高三上学期第二次月考）如图所示，MN 为一竖直墙面，图中 x 轴与 MN 垂直， 距墙面 L 的 A 点固定一点光源．现从 A 点把一小球以水平速度向墙面抛出．则小球在墙面上的影子的运动 应是( )． A. 自由落体运动 B. 变加速直线运动 C. 匀加速直线运动 D. 匀速直线运动 【答案】D 【解析】 试题分析：设影子距 M 点为 y′，则由三角形相似 ，AM＝L ,所以 ，即为匀速直线运 动．故选 D. 考点：匀速直线运动. 【名师点睛】此题通过影子的运动考查平抛运动规律，关键在于确定影子位移的表达式后分析讨论,作出示 意图，根据图中两个三角形相似得到影子位移与时间的关系式，再根据自由落体运动位移时间关系公式列 式，然后联立得到影子位移与时间的关系式，最后分析讨论. 2 0 1 2 gt v t y AM =′ 02 gLy tv ′ =5、（2020·河北省武邑中学高三上学期 12 月月考）如图所示，在竖直平面有一个光滑的圆弧轨道 MN，其 下端（即 N 端）与表面粗糙的水平传送带左端相切，轨道 N 端与传送带左端的距离可忽略不计．当传送带 不动时，将一质量为 m 的小物块（可视为质点）从光滑轨道上的位置由静止释放，小物块以速度 v1 滑上传 送带，从它到达传送带左端开始计时，经过时间 t1，小物块落到水平地面的 Q 点；若传送带以恒定速率 v2 沿顺时针方向运行，仍将小物块从光滑轨道上 P 位置由静止释放，同样从小物块到达传送带左端开始计时， 经过时间 t2，小物块落至水平面．关于小物块上述的运动，下列说法中正确的是（） A. 当传送带运动时，小物块的落地点可能仍在 Q 点 B. 当传送带运动时，小物块的落地点可能在 Q 点左侧 C. 若 v1>v2，则一定有 t1>t2 D. 若 v1t2 【答案】AD 【解析】 当传送带不动时，小物块在传送带上做匀减速运动，传送带以恒定速率 v2 沿顺时针方向运行，当 v1＞v2， 小物块在传送带上可能一直做匀减速运动，也有可能先做匀减速后做匀速运动，所以 t1≥t2．小物块滑出传 送带时的速度大于等于 v2，根据平抛运动规律知道小物块的落地点可能仍在 Q 点，可能在 Q 点右侧．故 A 正确，C 错误．传送带以恒定速率 v2 沿顺时针方向运行，当 v1=v2，小物块在传送带上做匀速直线运动，所 以 t1＞t2，根据平抛运动规律知道小物块的落地点在在 Q 点右侧．传送带以恒定速率 v2 沿顺时针方向运行， 当 v1＜v2，小物块在传送带上可能一直做匀加速运动，也有可能先做匀加速后做匀速运动，所以 t1＞t2 根据 平抛运动规律知道小物块的落地点在在 Q 点右侧．故 B 错误，D 正确．故选 AD. 6、（2020·河北省武邑中学高三上学期 12 月月考）在离地高 h 处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小 球，它们的初速度大小均为 v，不计空气阻力，两球落地的时间差为（ ） A. 2v gB. C. D. 【答案】A 【解析】 试题分析：当上抛的物体回到抛出点时，做初速度为 v 的下抛运动，之后的运动和下抛物体的运动相同， 即运动时间相同，所以两者落地的时间差正好是上抛物体上升和回到抛出点的时间，上抛物体回到抛出点 的运动过程中，加速度为 g，初速度为 v，末速度为-v，所以有 ，A 正确 【点睛】关键是知道两者落地的时间差正好是上抛物体上升和回到抛出点的时间 7、（2020·广西省名校高三上学期 12 月模拟）向空中发射一物体，不计空气阻力，当此物体的速度恰好沿 水平方向时，物体炸裂成 a、b 两块，若质量较大的 a 速度方向仍沿原来的方向，则（　　） A. a 一定比 b 后落到水平地面上 B. h 的速度方向一定与原来速度方向相反 C. 在炸裂过程中，a、b 受到的爆炸力的冲量大小一定相等 D. 从炸裂到落地的这段时间里，a 飞行的水平距离一定比 b 的大 【答案】C 【解析】 A．a、b 都做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由于高度相同，由 得知 a、b 飞行时间一定相同，一定同时到达水平地面，故 A 错误； B．在炸裂过程中，由于重力远小于内力，系统的动量守恒。炸裂前物体的速度沿水平方向，炸裂后 a 的速 v g 2h v h v 2v v vt g g − −= =− 21 2h gt=度沿原来的水平方向，根据动量守恒定律判断可知：b 的速度一定沿水平方向，但不一定与原速度方向相反， 取决于 a 的动量与物体原来动量的大小关系，故 B 错误； C．在炸裂过程中，a，b 受到爆炸力大小相等，作用时间相同，由冲量的定义 知，爆炸力的冲量大 小一定相等，故 C 正确； D．a、b 都做平抛运动，高度相同，飞行时间相同，由于初速度大小关系无法判断，所以 a 飞行的水平距离 不一定比 b 的大，故 D 错误。 故选 C。 8、（2020·广西省名校高三上学期 12 月模拟）在t=0 时刻水平抛出一小球（不计空气阻力），在小球还未落 地之前，小球的速度方向与水平方向的夹角 的正切值 随时间 t 的变化图像是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 设小球平抛运动的初速度为 ，经过 时间，竖直速度 则速度方向与水平方向夹角 的正切值 故 图象为过原点的倾斜直线，故 B 正确，ACD 错误。 故 B 正确。 I Ft= θ tanθ 0v t y gt=v θ 0 0 tan yv g tv v θ = = tan tθ −9、（2020·陕西省安康中高三上学期 12 月月考）如图所示，在 P 点斜向上抛出一个小球，要使小球始终垂 直打在竖直墙面上，则抛出的初速度大小 v 和初速度与水平方向的夹角 θ 的关系，不计空气阻力.正确的是 （　） A. v 与 成反比 B. v 与 成正比 C. 与 成反比 D. 与 成正比 【答案】C 【解析】 ABCD.可将小球看成反向平抛运动，依据运动的合成与分解，及运动学规律，设 P 点到墙的水平距离为 x， 则有： x=vcosθ•t， vsinθ=gt， 则有： ，可得 与 成反比；故 A、B、D 均错误，C 项正确. 10、（2020·甘肃省甘南藏族自治州合作一中高三上学期期中）如图所示，AB 是半圆弧的直径，处于水平，O 是圆弧的圆心，C 是圆弧上一点，∠OAC＝37°，在 A、O 两点分别以一定的初速度同时水平抛出两个小球， 结果都落在 C 点，则两个球抛出的初速度 v1、v2 的大小之比为(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取 g＝10 m/s2， 不计空气阻力)(　　) A. v1∶v2＝32∶7 B. v1∶v2＝16∶7 C. v1∶v2＝16∶3 D. v1∶v2＝16∶9 sinθ tanθ 2v 2sin θ 2v 2cos θ 2 2 sin2 gxv θ= 2v sin2θ【答案】A 【解析】 两球下落的高度相同，根据 ；知，下落的时间相同，设圆弧的半径为 R，则 A 点抛出的球平抛运动 的水平位移 x1＝2Rcos 37°cos 37°＝1.28R，从 O 点抛出的球做平抛运动的水平位移为 x2＝x1－R＝0.28R，根 据 知 v1∶v2＝32∶7，A 正确． 11、（2020·江西省新余市一中高三上学期第四次段考）.如图所示，一只蚂蚁从 A 点沿竖直圆弧形轨道内 侧爬行．若蚂蚁缓慢爬行过程中始终受到沿 A 指向 B 的水平恒定风力的影响，且它能沿轨道爬到 B 点，C 点是最低点，A、B 在同一水平面上．下列说法正确的（ ） A. 蚂蚁在行走过程中轨道对它的作用力不变 B. 从 A 点到 B 点过程中蚂蚁受到的支持力先变大后变小 C. 从 A 点到 C 点过程中蚂蚁受到的摩擦力一直变小 D. 从 A 点到 B 点过程中蚂蚁受到的摩擦力方向和运动方向可能相反 【答案】ABD 【解析】 A、蚂蚁在行走过程中受到重力、沿 A 指向 B 的水平恒定风力和行走过程中轨道对它的作用力，蚂蚁缓慢 爬行过程中，合力为零，所以其中重力与沿 A 指向 B 的水平恒定风力的合力跟行走过程中轨道对它的作用 力大小相等，方向相反，故 A 正确； BC、 2ht g = xv t =从 A 点到 C 点过程中，风力水平方向，在垂直圆弧方向的分力与支持力方向相同，支持力小于重力分力， 则有 ，由 增大，从 A 点到 B 点过程中蚂蚁受到的支持力变大，所以在 C 点时， 蚂蚁受到的支持力等于重力，从 C 点到 B 点过程中，风力水平方向，在垂直圆弧方向的分力与支持力方向 相反，支持力大于重力的分力，则有 ，由 增大，从 C 点到 B 点过程中蚂蚁受到的 支持力变小，从 A 点到 B 点过程中蚂蚁受到的支持力先变大后变小，根据摩擦力 可知，从 A 点到 C 点过程中蚂蚁受到的摩擦力一直变大，故 B 正确，C 错误； D、从 A 点到 C 点过程中，重力、支持力和风力的合力沿曲面向下，则摩擦力方向与运动方向相反；从 C 点到 B 点过程中，若 ，则摩擦力方向与运动方向相反，故 D 正确； 故选 ABD． sin cosN mg Fθ θ= − θ cos sinN mg Fθ θ= + θ f Nµ= sin cosmg Fθ θ